先秦時代天文曆法和數學成就

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"": "天文和曆法是人類最早發展起來的自然科學之一。在我國這門學科不僅有著悠久的曆史,而且一直走在世界的前列。相傳在黃帝時代,就有專門掌管“占月”、“占日”、“占星氣”的人。同時還傳說有大撓、容成兩人創立的“甲子”和曆法。有關天文曆法產生於原始社會後期的這些傳說,可能反映了一部分曆史真實。恩格斯說;“遊牧民族和農業民族為了定季節,就已經絕對需要它。”(《馬克思恩格斯選集》第三卷,523頁)(它指天文學)在我國,從仰韶文化起就進入了以農業生產為主的發展階段。由於農業生產的需要,當時可能已有了一定的天文曆法知識。近年來,在仰韶文化的陶片上,已發現了不少關於天文方麵的花紋圖案,這就是很好的證明。

進入階級社會的夏朝,天文曆法知識大概是較為豐富了。《夏小正》傳說就是夏代的曆法。再從夏朝國王有用天乾命名看,當時可能有“甲乙丙丁……”十乾與“子醜寅卯……”十二支配合的甲子了。乾支的創造,是我國天文曆法發展史上的一個很大進步。

到商朝,天文曆法已相當發達。甲骨文中已可看到,商人紀年(商人不稱年,商人一祀大致相當於一年)平年分為十二個月,閏年十三個月,並知道分大月和小月。紀日則用乾支。十日為一旬,白晝為日,夜晚為夕。一日之中又分為明、大采、大食、中日、昃、小食、小采、暮等時間段落。稱過去之日為昔,未來之日近期為翌,遠期為來。同時,我們還在甲骨文中看到許多有關日食、月食以及風、雲、雨、雪等天象記載,可見商朝的天文曆法水平已經很高了。

到周朝,特別是進入春秋戰國時期,天文曆法,隨著社會生產的不斷發展已有了更大的進步。《周禮》一書中所講的馮相氏、保章氏是周王朝設立的掌管天文曆法的官職。由於周王朝對天文曆法的重視,掌管天文曆法的人對各種天象的記錄、曆法的推算都十分注意。比如公元前776年(周幽王六年)的一次日蝕記錄,就是世界上最早而有明確時間的記載。進入春秋以後,從公元前720年(魯隱公3年)至公元前481年(魯哀公14年)的三百多年間,據記載共觀察到37次日蝕,其中有30次是確實可靠的。關於彗星的記載,我國也是最早的。彗星,在我國古代又叫做孛星、長星或蓬星。我們現在通稱的哈雷彗星,我國最早觀測到是在公元前613年七月(春秋時期的魯文公14年),而且有可靠的記錄。而在西方,這個彗星則遲到公元1682年,才被哈雷所發現,已經晚了兩千多年。

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春秋時期的天文家們,在恒星的觀測和曆法的推算方麵,成績是多方麵的。從公元前665年(魯莊公29年)到公元前541年(魯昭公31年)的一百多年間,不僅有許多的恒星觀測記錄可以查考,而且在曆法的製定方麵,也更加準確和完善了。我們知道,一個季節準確的曆法,首先要求準確地測出冬至和夏至的時刻。這方麵至少在春秋魯僖公五年(公元前655年)就做到了,而且作了記錄。我國傳統曆法的三要素——節氣、朔、閏,在春秋時期已經完全具備。根據研究所知,到春秋末年,我國還有了四分曆,它的歲實是三百六十五點二五日。這是當時世界上最進步的曆法。到戰國時期,更出現了許多有名的大天文學家,如齊國的甘德(一說魯國或楚國人),魏國的石申等人,都在天文方麵取得了卓越的成就。甘、石二人不僅測定了黃道附近約120個恒星的位置,以及這些恒星距北極星的度數,甘德還編寫了我國第一部星經。石申已經知道了日食和月亮的關係。戰國時期的天文家還發現了歲星(即木星)在恒星星座中的位置是逐年移動的,走一個周期大約是十二年。當時的天文家又把黃道周圍平均劃分為十二“次”(十二宮)。用來記載天象發生的位置。這些說明了當時天文家對星球的運行規律有了更進一步的認識。隨著天文曆法的進步,以及日常生活和工作的需要,戰國時期還創造了一種計時間的儀器——滴漏。這是將一個裝水的壺打一小孔,水逐漸漏出,用以計算一天之內過去了多少。這種滴漏計時器,在我國古代一直沿用到明清時的自鳴鐘傳入後都還在使用。

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